Albert Einstein (1879–1955) var en tyskfødt teoretisk fysiker og nobelprisvinner som er særlig kjent for å ha formulert relativitetsteorien og vist at masse og energi er ekvivalente ved masseenergiloven, E = mc2. Gjennom den spesielle relativitetsteorien revolusjonerte han mekanikken og presiserte tidsbegrepet. Han var sentral i utviklingen av kvantemekanikken og er grunnleggeren av moderne kosmologi. Han regnes for å være en av de mest betydningsfulle vitenskapsmenn i det 20. århundre.
Einstein bodde de første årene av sin vitenskapelige karrière hovedsakelig i Sveits, hvor han senest var professor ved Eidgenössische Technische Hochschule Zürich. I 1913 aksepterte han et tilbud om å bli professor ved Universitetet i Berlin, medlem av det prøyssiske vitenskapsakademiet og etterhvert den første direktøren for Keiser Wilhelm-instituttet for fysikk; han ble senere også valgt som president for Deutsche Physikalische Gesellschaft for perioden 1916–18. Under årene i Berlin fikk han i 1921 nobelprisen i fysikk, blant annet for sin oppdagelse av loven om fotoelektrisk effekt. Han publiserte mer enn 300 vitenskapelige verk og 150 verk om andre temaer enn fysikk, blant annet om politikk. Hans ikke-vitenskapelige verker omfatter: About Zionism: Speeches and Lectures by Professor Albert Einstein (1930), "Why War?" (1933, co-authored by Sigmund Freud), The World As I See It (1934), Out of My Later Years (1950), og en populærvitenskapelig bok om vitenskapsemner, The Evolution of Physics (1938, sammen med Leopold Infeld). Einstein var på en foredragsturné i USA da nazistene kom til makten i Tyskland, og ble derfor værende i USA, der han ble professor ved Princeton University.
I populærkultur har Einstein blitt synonymt med høy intelligens og det ypperste geniet. Hans ansikt er et av de mest kjente i verden, og i 1999 ble Einstein utnevnt som «Person of the Century» (Århundrets person) av tidsskriftet Time.
100-årsjubileet for relativitetsteorien ble markert med verdens fysikkår 2005.
Bakgrunn og ungdomstid Albert Einstein ble født 14. mars 1879 i en jødisk familie i Ulm, i Kongeriket Württemberg, som da inngikk i Det tyske keiserriket. Faren Hermann Einstein var kjøpmann og ingeniør. I 1880 flyttet familien til München, hvor faren og onkelen grunnla produksjon av elektriske apparater basert på likestrøm – Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie. Albert gikk på katolsk grunnskole, selv om faren var jøde. Gjennom faren ble han interessert i både elektromagnetisme og mekanikk.
En venn av familien, medisinstudenten Max TalmudDudley Herschbach, "Einstein as a Student," Department of Chemistry and Chemical Biology, Harvard University, Cambridge, MA, USA, page 3, web: HarvardChem-Einstein-PDF : about Max Talmud visited on Thursdays for six years., introduserte den unge Albert for Kant og Euklids geometri allerede i 10–11-årsalderen. Han ble senere innskrevet ved Luitpold Gymnasium, men han gjorde opprør mot pugge-mentaliteten i undervisningen der. Samtidig gikk farens forretning konkurs i 1894, da vekselstrømmen seiret og gjorde farens likestrømsmaskiner avleggs. Familien prøvde de neste årene lykken i Milano og Pavia. Albert søkte seg 16 år gammel inn ved ETH Zürich, men strøk på en av opptaksprøvene. Likevel gjorde han fotoelektriske eksperimenter og skrev sin første vitenskapelige artikkel, «Über die Untersuchung des Ätherzustandes im magnetischen Felde».Albert Einsteins erste wissenschaftliche Arbeit/„Mein lieber Onkel”/über die Untersuchung des Ätherzustandes im magnetischen Felde, PDF. som han sendte til sin onkel for vurdering. Den ble ikke senere publisert.
17 år gammel frasa han seg sitt tyske statsborgerskap for å unngå militærtjeneste, og ble endelig tatt opp ved ETH i Zürich, samtidig med sin fremtidige kone, matematikkstudenten Mileva Marić. I 1900 tok Albert avgangseksamen som fysiker, oppdaget Ernst Machs arbeider, og fant ut at han ville prøve å få antatt en vitenskapelig artikkel på trykk i det ledende, tyske tidsskriftet Annalen der Physik. Artikkelen, som forsøkte å gi en forklaring på kapillarkreftenes egenskaper basert på en antatt vekselvirkning mellom molekylene, ble godtatt. I det samme nummeret som Einsteins artikkel ble trykt, publiserte Max Planck sin formel for intensiteten til sort stråling, et resultat som representerer begynnelsen på kvantefysikken.
Familieliv Einstein fikk tidlig i 1902 en datter, Lieserl Einstein, med Mileva Marić, og ble samme år sveitsisk statsborger. Datterens fulle navn er ikke kjent, og hennes skjebne etter 1903 er uviss.Albrecht Fölsing (1998). Albert Einstein: A Biography. Penguin Group. ISBN 0-14-023719-4; see section I, II, I 1903 giftet Albert og Mileva seg. De fikk senere sønnene Hans Albert Einstein og Eduard Einstein. I april 1919 skilte han seg fra Mileva og giftet seg med søskenbarnet sitt, Elsa Löwenthal (som var født Einstein, men brukte etternavnet til sin første mann, Max Löwenthal). Ekteskapet forble barnløst.
Hans Albert (1904–73) ble professor i hydraulikk ved et universitet i California. Han hadde lite å gjøre med sin far, men delte flere av hans interesser.
Eduard (1910–65) interesserte seg for psykiatri. Han hadde diagnosen schizofreni og oppholdt seg mye på sykehus. Faren sendte penger til sin forhenværende kone for behandling av sønnen.
Yrkeskarriere Etter endt matematikk- og fysikkutdanning ved ETH Zürich søkte Albert en rekke jobber, blant annet som ungdomsskolelærer, men fikk avslag. I 1903 fikk han fast stilling som patentbehandler innen elektromekanikk ved det sveitsiske patentbyrået i Bern.Nå kjent som . Se også deres Han likte arbeidet og ble i stillingen i syv år. På fritiden arbeidet han med teoretisk fysikk. Han dannet en lærd diskusjonsforening og studerte særlig Ernst Mach og David Hume som han ble tydelig filosofisk inspirert av.
I løpet av denne tiden skrev Einstein flere vitenskapelige artikler, til tross for at han ikke hadde tilgang til noe laboratorium og ikke var tilknyttet noe universitet. De handlet om termodynamikk og statistisk fysikk og ga resultater som tilsvarte hva J. Willard Gibbs ved Yale University omtrent på samme tid var kommet frem til.
Artikler i Annalen der Physik
I 1905 publiserte han fire artikler med vidtrekkende innvirkninger: Han introduserte den spesielle relativitetsteorien, forklarte den fotoelektriske effekten, brownske bevegelser og utledet dessuten sin berømte ligning som relaterer energi og masse. Sistnevnte oppdagelse medførte at man skulle kunne utlede store mengder energi av lite masse, og la grunnlag for kjernefysikken. thumb|right|Einstein i 1921
Tre av de fem artiklene han publiserte det året i Annalen der Physik, blir i ettertid ansett å være blant de viktigste moderne bidrag innen fysikk. For blant annet artikkelen om den fotoelektriske effekten fikk han nobelprisen i fysikk, men det skjedde først i 1921.
Det vakte derimot ikke særlig oppmerksomhet i samtiden at Einstein hadde lagt frem sine teoriee, og han fikk ikke noe gjennombrudd på grunn av dette. Han tok doktorgraden ved Universitetet i Zürich, men ble ikke ansatt som foreleser ved universitetet. Like etterpå prøvde han å få arbeid som lærer på en ungdomsskole, men fikk igjen avslag. En søknad om forfremmelse til teknisk tester av andre grad ved patentbyrået ble også avslått, og først året etter fikk han det opprykket.
Videre karriere I 1908 habiliterte han seg ved Universitetet i Bern og ble året etterpå ansatt som professor ved Universitetet i Zürich. På denne tiden arbeidet han hovedsakelig med varmestråling og dens egenskaper basert på sin teori om at den kunne beskrives som bestående av energikvant (senere kalt fotoner). Men allerede da hadde han også begynt å tenke på en utvidelse av sin spesielle relativitetsteori for å inkludere tyngdekraften. I tillegg skrev han et viktig og mer fenomenologisk arbeid om diffus stråling – et fenomen som bidrar til det visuelle inntrykket av at himmelen er blå.Levenson, Thomas - «Einstein's Big Idea», Public Broadcasting Service, 2005.
I 1911 fikk Einstein et fullt professorat ved det tyskspråklige Karlsuniversitetet i Praha. Herfra publiserte han de første arbeidene om gravitasjonens effekt på lyset og den resulterende rødforskyvning og avbøyning. På denne tiden begynte han å bli klar over den fundamentale forbindelsen mellom gravitasjon og rommets geometriske egenskaper som kunne beskrives i samme matematiske språk som benyttes i differensialgeometrien.
Etter vel ett år i Praha vendte Einstein tilbake til Sveits da han ble tilbudt et professorat ved ETH i Zürich. Der inngikk han et samarbeid med matematikeren Marcel Grossmann for å forstå hvordan Riemanns differensialgeometri kunne benyttes til å beskrive gravitasjonskrefter. Einstein så for seg hvordan en masse, for eksempel en planet eller Solen, ville krumme rommet omkring seg slik at lys og partikler ville få en annen bevegelse enn i Newtonsk fysikk.
Sommeren 1913 kom Walther Nernst og Max Planck til Zürich for å tilby Einstein en stilling i Berlin. Han aksepterte tilbudet som innbefattet et professorat ved Universitetet i Berlin uten forelesningsplikt, medlemskap i det prøyssiske vitenskapsakademiet samt lederstillingen for det nye Kaiser Wilhelm-Instituttet for fysikk som skulle bygges.Kant, Horst, «Albert Einstein and the Kaiser Wilhelm Institute for Physics in Berlin», i Renn, Jürgen (red): Albert Einstein — Chief Engineer of the Universe: One Hundred Authors for Einstein, 2005, s 166–169. ISBN = 3527405747 Om våren 1914 flyttet Einstein til Berlin. Sent på sommeren samme år startet første verdenskrig.
Einstein i Berlin 4. oktober 1914 underskrev 4 900 tyskere (deriblant Max Planck og Wilhelm Röntgen) oppropet An die Kulturwelt («Til den dannede verden»), som hevdet at «Det er ikke sant at Tyskland er skyld i denne krigen... Det er ikke sant at vi på formastelig vis har krenket Belgias nøytralitet... Det er ikke sant at vår krigføring bryter folkerettens bestemmelser... Det er ikke sant at kampen mot vår såkalte militarisme ikke er en kamp mot vår kultur, slik vår hykleriske fiende påstår. Uten tysk militarisme ville tysk kultur for lengst vært utradert fra jordens overflate...» Einstein deltok i utarbeidelsen av et mot-manifest, Opprop til europeerne, basert på at Europas vitenskapsfolk måtte samarbeide over landegrensene for å stoppe det pågående massedrapet ved fronten. Dette oppropet fikk ikke mer enn fire underskrifter, og ble i tillegg brukt mot Einstein som et bevis for hans manglende nasjonale sinnelag.
I denne tiden fortsatte Einstein med å utvide sin relativitetsteori til å omfatte gravitasjon ved bruk av differensialgeometri. Etter flere feilsteg kunne han sent på høsten 1915 presentere sine nye feltligninger. Disse ble snart omtalt som den generelle relativitetsteorien, og er sannsynligvis hans viktigste verk. En umiddelbar konsekvens var at den forklarte et lite misforhold i bevegelsen til planeten Merkur som hadde plaget astronomene i mange tiår. Vel ett år senere brukte han sin nye teori til å formulere en kosmologisk modell for Universet. Da han mente at det måtte være uforanderlig og derfor statisk, måtte han her innføre sin kosmologiske konstant, som medførte at det var endelig og med geometrisk krumning.
I 1918 var første verdenskrig over, og Einstein og hans verker ble kjent over hele verden. Amerikanske astronomer mente å ha tilbakevist teorien om rødforskyvning, men den britiske astronomen Arthur Stanley Eddington bekreftet at solens gravitasjon virket inn på lysstrålene fra stjerner i universet, observert gjennom graden av avbøyning fra deres kjente posisjoner under en solformørkelse i 1919. Det ble dermed offentlig proklamert at klassisk Newtonsk topologi nå var kullkastet, og Einstein ble anerkjent som opphavsmannen til det nye, framvoksende paradigmet med den generelle relativitetsteorien som naturlig midtpunkt.
Nobelprisen og 1920-årene